[發明專利]一種綠相亮黃色無機納米顏料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710157254.8
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN106946289B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 張小珍;汪永清;江瑜華;常啟兵;白明敏
• 申請（專利權）人: 景德鎮陶瓷大學
• 主分類號: C01G31/00
• 分類號: C01G31/00;C09C1/00;C09C3/06;B82Y40/00;B82Y30/00
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本發明公開一種綠相亮黃色無機納米顏料及其制備方法，通過絡合法與均勻沉淀相結合的方法并采用少量金屬離子摻雜同時取代BiVO₄中的Bi和V制備黃色顏料，有助于抑制顏料晶相結構向四方相轉變，獲得純的單斜晶系白鎢礦型晶相顏料，同時通過不同晶格位置離子共同摻雜，也可更有效調控顏料組成晶體的電子結構，提高晶體對黃光的反射率和增加對藍光的吸收，使顏料呈現鮮艷的綠相黃色調，其L*值、a*值、b*值分別為90～92、?3～?6和90～92.5。本發明提供的環保無毒、穩定性好的高性能黃色無機顏料在涂料、塑料和油墨等領域有著良好的應用前景，可取代有毒的黃色有機顏料。

技術領域

本發明屬于無機顏料領域，具體涉及一種綠相亮黃色無機納米顏料及其制備方法。

背景技術

作為一種重要的無機復合氧化物顏料，釩酸鉍（BiVO₄）黃色顏料由于其具有耐候性強、綠色環保無毒等特點，可望取代傳統的鉛鉻黃、鎘黃和鋅鉻黃等含鉛、鉻、鎘有毒重金屬的黃色顏料，具有耐候、耐熱、著色力強和使用壽命長及獨特的紅外反射等優點，在涂料、塑料、化妝品及油墨等行業獲得廣泛應用。特別是呈現綠相的BiVO₄黃色顏料，具有明亮鮮艷、醒目、高色調和遮蓋力強特點，其呈色效果接近同類外觀的高性能黃色有機色料，更是受到行業的青睞。釩酸鉍存在四種不同晶型，即四方晶系白鎢礦型晶體、四方晶系硅酸鋯型晶體、正交晶系晶體和單斜晶系白鎢礦型晶體，其中只有單斜晶系的釩酸鉍能呈現亮黃色調，適合作為無機黃色顏料的主晶相。文獻報道的BiVO₄顏料的制備方法有沉淀法、水熱法、熔鹽法、溶劑熱法、噴霧熱解法和固相法等，其中沉淀法在色料制備方面具有色料顆粒細小和分散性好、制備過程簡單、成本低等優點，是工業化生產中普遍采用的方法。現有技術采用沉淀法制備BiVO₄黃色顏料一般采用硝酸鉍和釩的可溶性鹽（如偏釩酸銨和偏釩酸鈉等）作為主要原料，先分別制備含鉍和含釩的溶液，再將兩者以一定方式混合進行沉淀反應合成顏料前驅體，并通過硝酸和氫氧化鈉或氨水等調控原料溶液和反應過程溶液的pH值。但由于沉淀反應速度快，過程難以控制，反應物濃度、溶液pH值、反應溫度和反應物混合方式等條件對反應產物的影響非常敏感，沉淀反應所需VO₃^-離子容易發生向多聚釩酸根離子（如V₂O₇^4-、V₃O₉^3-等）的轉變，導致制備的BiVO₄顏料在晶相組成方面往往難以得到高純的單斜晶系BiVO₄，產物含有一定量的四方晶系BiVO₄或完全為四方晶系結構，有時甚至生成多釩酸鉍（如Bi₄V₂O₁₁），并且合成顏料顆粒大小不均，容易產生團聚現象。受晶相組成的影響，得到的顏料產物呈色可從紅相黃到橙色、綠相黃等變化，難以獲得呈色穩定的綠相亮黃色BiVO₄顏料。為了獲得穩定的綠相黃顏料，有研究報道引入適量鉬、鎢，生成第二相Bi₂MoO₆和Bi₂WO₆等，即實際顏料產物為BiVO₄與Bi₂MoO₆或Bi₂WO₆的混合物，如BiVO₄?nBi₂MoO₆（n=0.2～2，其中n=0.75被認為效果最佳）。顏料的顏色性能可通過CIE L*a*b*體系來表示，其中L*值（0～100）代表顏料明度、a*值（-100～100）代表紅——綠色（正值越大，紅色度越高，負值絕對值越大，綠色度越高），b*值（-100～100）代表黃——藍色（正值越大，黃色度越高，負值絕對值越大，藍色度越高）。Bi₂MoO₆和Bi₂WO₆的引入雖可使顏料呈現穩定的綠相黃（a*值為-5左右），但卻會導致顏料的黃色色度值（b*值）下降至80以下，大大影響了顏料的呈色效果。采用少量金屬離子摻雜也可調控和改變BiVO₄顏料的顏色性能，如采用Nb部分取代V，制備得到的組成為BiV_1-xNb_xO₄（x=0～0.1）的顏料，但其a*值為10左右，呈現紅相黃顏色，且L*值和b*值也相對較低（小于80）。